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基于多频电磁法水下目标体探测能力分析

地球物理学进展 2024年

作者：巩铭扬黄鑫严良俊谢兴兵周磊曹晓月油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

海洋资源对国家长足发展至关重要，如何完善海洋资源普查已经成为各国关注焦点。水下目标体的精准探测已成为地球物理领域研究的热点问题。电磁勘探方法以电阻率差异为基础，可以有效提取与识别水下高阻或高导目标体，是海洋地球物理探... 详细信息

海洋资源对国家长足发展至关重要，如何完善海洋资源普查已经成为各国关注焦点。水下目标体的精准探测已成为地球物理领域研究的热点问题。电磁勘探方法以电阻率差异为基础，可以有效提取与识别水下高阻或高导目标体，是海洋地球物理探测的关键技术之一。航空电磁法由于采用机载平台可快速完成海域区数据采集，在海域资源普查、环境监测等方面得到广泛应用。然而，海洋环境复杂多变，基于一维海—地地电模型的正演模拟与反演解释技术难以对三维复杂地电结构进行刻画，严重阻碍了机载平台的多频电磁数据的精细化解释。本文采用六面体网格谱元法进行海-地电模型高精度多频航空电磁三维正演。并对水下目标开展频率域电磁探测数值模拟分析，总结不同条件下频率域电磁场传播规律，探究多频电磁系统对水下目标体的识别能力，为多频电磁系统在低空海域高导目标体有效探测提供理论参考。

关键词：多频电磁法水下目标体三维正演谱元法

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考虑激电效应的三维时移大地电磁法正演研究

地球物理学进展 2024年

作者：代博帅黄鑫曹晓月严良俊谢兴兵油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

大地电磁法是一种广泛应用于油气资源领域的勘探方法，时移大地电磁法通过观测地下电性构造和界面，随时间的变化引起的时变大地电磁响应，进而实现对油藏动态分布和界面变化监测。传统时移大地电磁法监测模拟是基于各向同性理论和规则... 详细信息

大地电磁法是一种广泛应用于油气资源领域的勘探方法，时移大地电磁法通过观测地下电性构造和界面，随时间的变化引起的时变大地电磁响应，进而实现对油藏动态分布和界面变化监测。传统时移大地电磁法监测模拟是基于各向同性理论和规则网格，然而储层的激电效应广泛存在，忽略激电效应会对油藏动态监测带来解释误差和困难，对复杂地形和油藏开发后期高含水具有激电效应的非常规油气储层适用性差。为了解决以上问题，本文首先引入Cole-Cole复电阻率模型表征储层介质的激电效应，结合基于非结构四面体单元的有限元实现了考虑激电效应的三维时移大地电磁算法。然后，通过考虑激电效应的一维模型解析解验证了本文三维算法正确性。其次，设置并分析了不同的激电参数变化对油气储层的特征响应，讨论了时移电磁监测的分辨能力。最后，设置理论模型和涪陵地区油藏模型分析储集油层驱替前后产生的时移电磁异常。研究表明：储层激电参数变化导致时移大地电磁测深响应差值明显，可用于推断出储集油层的时移变化过程。在油藏驱替的增进过程中不同模式的响应差值对驱替波及区边界的灵敏性不同，其中△ρxya可以有效反映界面的x方向的变化，而△ρyxa则反之。

关键词：时移大地电磁法三维有限元法激电效应动态监测

磁场强度及磁场梯度对岩心核磁共振T_(2)谱测量结果的影响

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石油实验地质 2023年第2期45卷 378-384页

作者：刘洋张宫覃莹瑶张家成李森长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

核磁共振测井仪器一般在共振频率为2 MHz的均匀场或共振频率小于1 MHz的梯度场中测量储层流体的核磁信号,而实验室核磁共振岩心分析仪的共振频率除了常用的2 MHz外,对于页岩等致密储层常会用到12 MHz或21 MHz的设备进行实验测量。为确... 详细信息

核磁共振测井仪器一般在共振频率为2 MHz的均匀场或共振频率小于1 MHz的梯度场中测量储层流体的核磁信号,而实验室核磁共振岩心分析仪的共振频率除了常用的2 MHz外,对于页岩等致密储层常会用到12 MHz或21 MHz的设备进行实验测量。为确定磁场强度和磁场梯度对核磁共振测量结果的影响程度,系统研究了饱和水状态下的砂砾岩、页岩核磁共振岩心实验对磁场强度和磁场梯度的敏感性,分析了不同岩样的T_(2)谱形态、位置、核磁孔隙度、T_(2)几何均值与磁场强度、磁场梯度的关系。实验结果显示,均匀场下,砂砾岩样品对磁场强度的变化非常敏感,而页岩样品对磁场强度变化的敏感性相对较弱;外部梯度场的存在会使砂砾岩和页岩的短弛豫信息缺失,导致核磁信号无法被完全测量。研究表明,利用核磁共振岩心实验刻度核磁共振测井解释参数时,若实验室核磁共振岩心分析仪与核磁共振测井仪的磁场强度或磁场梯度存在较大差异,需对实验测量结果进行校正。

关键词：核磁共振磁场强度磁场梯度 T_(2)谱砂砾岩页岩

紧致交错网格优化差分系数二维声波方程数值模拟

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石油地球物理勘探 2019年第5期54卷 1034-1045,I0009,I0010页

作者：汪勇王鹏蔡文杰桂志先油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

基于频散关系保持的思路,利用最小平方法和拉格朗日乘数法,对一阶导数的紧致交错有限差分格式做了差分系数优化,并对优化格式的模拟精度、频散关系及声波方程稳定性条件进行了分析和对比。研究结果表明:①为得到相同的差分精度,优化后... 详细信息

基于频散关系保持的思路,利用最小平方法和拉格朗日乘数法,对一阶导数的紧致交错有限差分格式做了差分系数优化,并对优化格式的模拟精度、频散关系及声波方程稳定性条件进行了分析和对比。研究结果表明:①为得到相同的差分精度,优化后的紧致交错格式计算一阶导数时使用的节点个数比优化前多两个;②优化格式与优化前及常规交错格式相比,具有更小的截断误差和更低的数值频散,因而具有更高的计算精度,适用于更粗网格的计算,具有更高计算效率;③在同样差分精度条件下,二维声波方程优化格式的稳定性条件比优化前稍严格,适用的时间网格略小。分别对均匀、水平层状和Marmousi模型进行声波方程数值模拟,所得结果验证了所提方法适用于复杂介质的数值模拟,具有较高模拟精度和计算效率。

关键词：紧致交错有限差分频散关系保持数值模拟数值频散稳定性条件

基于门控循环单元网络的低阻油层测井流体识别方法

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科学技术与工程 2024年第12期24卷 4932-4941页

作者：龚宇刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

研究区块低阻油层发育广泛,油层和水层的电阻率相差不大,导致测井流体识别较为困难。为了有效识别低阻油层,采用少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique,Smote)对油水同层,油层等少数类样本进行过采样使数据集均衡... 详细信息

研究区块低阻油层发育广泛,油层和水层的电阻率相差不大,导致测井流体识别较为困难。为了有效识别低阻油层,采用少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique,Smote)对油水同层,油层等少数类样本进行过采样使数据集均衡;并利用门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)网络模型进行低阻油层的流体识别。通过相关性分析确定自然伽马(GR)、深侧向电阻率(RD)、密度(DEN)等8条测井曲线数据作为输入训练模型,应用于中实际资料中,并将GRU与传统RNN和其他3种机器学习算法对比。结果表明:序列数据模型的流体识别效果比传统机器学习模型好,且基于Smote-GRU的流体识别模型的符合率达到89.5%,相对传统循环神经网络(recurrent neural network,RNN)的81.1%,取得了较好的应用效果。通过对照试验还证实了Smote算法提高了分类器对少数类样本的识别率。所提出的方法可为样本不均衡的低阻油层的流体识别提供参考。

关键词：低阻油层流体识别不均衡样本门控循环单元(GRU)

旋转导向钻井工具近垂直姿态校正矩阵误差的等角距均衡校正

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仪器仪表学报 2022年第6期43卷 19-28页

作者：程为彬胡少兵张夷非陈雪菲李刚长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100 长江大学电子信息学院荆州434023

旋转导向钻井工具中姿态校正方法的校正点本身包含各种系统误差,会引入校正矩阵误差,是近垂直姿态下姿态角解算精度低的原因之一.平均均衡校正方法(ABC)可补偿校正矩阵误差,但整体误差并不均匀.以等分角度间距设计校正点,建立一种等角... 详细信息

旋转导向钻井工具中姿态校正方法的校正点本身包含各种系统误差,会引入校正矩阵误差,是近垂直姿态下姿态角解算精度低的原因之一.平均均衡校正方法(ABC)可补偿校正矩阵误差,但整体误差并不均匀.以等分角度间距设计校正点,建立一种等角距均衡校正(EABC)模型,推导校正矩阵误差表达式,研究其引起的姿态角误差特征.对多组近垂直姿态的测试数据分别进行传统校正、平均均衡校正和等角距均衡校正,结果表明:等角距均衡校正后,井斜角误差平均值均小于0.012°,井斜角误差峰峰值均小于0.027°;工具面角误差平均值均小于0.008°,工具面角误差的峰峰值和标准差分别降低到平均均衡校正的54%~95%和40%~63%,进一步提高垂直小井斜井段的姿态解算整体精度。

关键词：旋转导向钻井姿态测量垂直姿态误差补偿均衡校正

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几种常见的瞬时频率计算方法研究

地球物理学进展 2024年

作者：田广赵岩长江大学地球物理与石油资源学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

瞬时频率是一个重要的地震属性，其有助于油气藏识别，对储层预测工作具有重要意义。本文详实地回顾了多种常见的瞬时频率计算方法，并利用解析正弦信号进行测试，将各算法的瞬时频率计算结果与正弦信号的理论解析瞬时频率进行对比，并... 详细信息

瞬时频率是一个重要的地震属性，其有助于油气藏识别，对储层预测工作具有重要意义。本文详实地回顾了多种常见的瞬时频率计算方法，并利用解析正弦信号进行测试，将各算法的瞬时频率计算结果与正弦信号的理论解析瞬时频率进行对比，并通过计算与理论解析瞬时频率的互相关系数、误差及各算法运算时长进行综合分析，对比各种瞬时频率计算方法。为了进一步测试各算法的性能，将复杂信号应用到各瞬时频率计算方法中进行分析对比。解析信号和复杂信号的测试结果表明，对于不同类型的数据各算法的性能表现也各有不同，能够较准确地计算出简单解析信号的瞬时频率的方法在计算复杂信号的瞬时频率时会出现野值、“负频率”或计算结果不精确等情况。并且，瞬时频率计算时出现的野值与“负频率”会将实际有效的瞬时频率信息淹没，攻克野值与“负频率”问题还需要进一步的工作。

关键词：瞬时频率复地震道分析 “负频率” 地震勘探

广东省汕头市土壤铬的空间分布特征、来源解析及影响因素研究

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地学前缘 2023年第2期30卷 514-525页

作者：蒋兴超许静李如意贾一凡杨盼罗杰长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430100

汕头市是广东省的经济特区之一,是潮汕地区的政治、经济中心,拥有较高的工业化和城市化水平。以往对广东省的土壤环境质量研究主要集中在珠江三角洲,缺乏对韩江三角洲的土壤环境元素分布、来源的系统性调查和研究。为全面了解广东省汕... 详细信息

汕头市是广东省的经济特区之一,是潮汕地区的政治、经济中心,拥有较高的工业化和城市化水平。以往对广东省的土壤环境质量研究主要集中在珠江三角洲,缺乏对韩江三角洲的土壤环境元素分布、来源的系统性调查和研究。为全面了解广东省汕头市土壤重金属Cr的污染状况,本文依照标准格网采集511个表层(0~20 cm)土壤样和139个深层(>150 cm)土壤样进行Cr含量检测,根据富集因子法分析表层土壤中Cr的污染情况,运用PCA分析表层土壤Cr的来源,克里金插值法及方差分析法对Cr的空间分布及其控制因素进行了分析。结果显示,Cr在浅层土壤的几何含量均值为32.40 mg·kg^(-1),低于汕头市土壤背景值39.52 mg·kg^(-1),远远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)中的Cr风险筛选值(300 mg·kg^(-1),6.5部分土壤为无富集和轻微富集,分别占66.34%和33.66%,无显著污染状况。汕头市潮南区的北部、潮阳区的北部及西南部为主要土壤Cr高值区,低值区分布于潮南区东部和濠江区东南沿海地区。通过PCA以及Pearson相关分析,推断汕头市内土壤Cr的来源是一种人为和自然的混合污染源,主要受成土母质影响。成土母质中三叠系砂岩的Cr含量比较高,白垩纪花岗岩的Cr含量较低;不同土壤类型中水稻土的Cr含量高,滨海砂土的Cr含量较低;不同土地利用类型中Cr含量差异不明显,人类活动对土壤Cr含量无明显影响。文中提供了汕头市土壤Cr的地球化学背景值,为后续相关研究奠定基础;同时综合多项指标推断Cr的物质来源及其占比,分析其影响因素,为后续判断是否出现Cr污染及制定相应防治对策提供参考。

关键词：土壤铬污染空间分布特征影响因素汕头市

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小井斜姿态误差的等值距均衡校正

石油学报 2023年第5期44卷 852-861页

作者：陈烛姣程为彬李刚蔡昌新蒋邓飞许泽凡长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学电子信息学院湖北荆州434023

为满足超深垂直钻探的精准控制需求,提出了一种等值距均衡校正方法,可以提升小井斜区域的姿态解算精度。首先,分析影响姿态角绝对误差的因素,研究常规最大值校正方法的误差模型;其次,基于均衡选取校正点以消除部分校正矩阵误差项的思想... 详细信息

为满足超深垂直钻探的精准控制需求,提出了一种等值距均衡校正方法,可以提升小井斜区域的姿态解算精度。首先,分析影响姿态角绝对误差的因素,研究常规最大值校正方法的误差模型;其次,基于均衡选取校正点以消除部分校正矩阵误差项的思想,建立等值距均衡校正的误差模型,探讨姿态误差校正效果;最后,采用常规校正方法和等值距均衡校正方法对小井斜角区域的测试数据进行处理和对比。实验结果表明,等值距均衡校正后,小井斜区域的工具面角绝对误差的平均值至少降至常规校正的29.2%,工具面角绝对误差的峰峰值至少降至常规校正的37.8%,井斜角绝对误差的平均值至少降至常规校正的19.8%。

关键词：姿态测量绝对误差校正矩阵均衡校正等值距均衡校正